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山东省滨州市2024-2025学年高二下学期7月期末物理试题
一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分。每小题只有一个选项符合题目要求。
1．下列说法正确的是（　　）
A．均匀变化的电场产生均匀变化的磁场
B．麦克斯韦预言了电磁波的存在，并通过实验捕捉到了电磁波
C．只要有足够高的振荡频率，振荡电路就能有效地发射电磁波
D．波长最短的电磁辐射是γ射线，其穿透能力很强
【答案】D
【知识点】电磁场与电磁波的产生
【解析】【解答】A．根据麦克斯韦电磁场理论可知均匀变化的电场会产生恒定的磁场，而非均匀变化的磁场，故A错误；B．赫兹通过实验捕捉到了电磁波，麦克斯韦预言了电磁波，故B错误；
C．有效发射电磁波需高频和开放电路，仅高频不满足条件，故C错误；
D．γ射线是波长最短的电磁辐射，穿透能力极强，故D正确。
故选：D。
【分析】根据麦克斯韦电磁场理论判断；根据有效发射电磁波条件判断；根据电磁波谱分析。
2．下列说法正确的是（　　）
A．图甲现象说明薄板材料一定是非晶体
B．图乙液体和管壁的相互作用比液体分子之间的相互作用强
C．图丙液体表面层分子间作用力表现为斥力
D．图丁农民用拖拉机耕地是利用毛细现象让地下水更好地上升到地面
【答案】B
【知识点】晶体和非晶体；液体的表面张力；浸润和不浸润；毛细现象
【解析】【解答】A．图甲薄板上的蜂蜡融化成圆形区域，说明薄板在传导热量上具有各向同性，而多晶体和非晶体都具有各向同性，说明薄板可能是多晶体，也可能是非晶体，故A错误；B．图乙中液体出现浸润现象，浸润现象是液体和管壁的相互作用比液体分子之间的相互作用强导致的，故B正确；
C．图丙中液体表面层分子间距离大于液体内部分子间距离，分子间作用力表现为引力，故C错误；
D．农民用拖拉机耕地是为了破坏土壤中的毛细管，防止地下水因毛细现象上升到地面而蒸发，而不是 利用毛细现象让地下水更好地上升到地面，故D错误。
故选：B。
【分析】根据晶体与非晶体的特点分析判断；根据液体与固体接触部位液面形状判断是否浸润；根据液体表面张力的产生原因判断；根据毛细现象判断。
3．太阳是一个巨大的热核反应堆，通过质子—质子链反应实现（如图），第二步核反应方程为。下列说法正确的是（　　）
A．该反应为衰变，X是He核 B．该反应为聚变，是核
C．该反应为衰变，是核 D．该反应为聚变，是核
【答案】B
【知识点】核聚变
【解析】【解答】根据质量数守恒和电荷数守恒可知X为，该反应为轻核聚变反应，故B正确，ACD错误。
故选：B。
【分析】根据质量数守恒和电荷数守恒判断X的种类，该反应为聚变反应。
4．如图甲螺线管与电阻形成闭合回路，穿过螺线管的磁场在管内视为匀强磁场，磁感应强度按图乙的规律变化，虚线为图像的割线，虚线为时图像的切线，、与图像相交于点。螺线管的匝数匝、横截面积，螺线管电阻，电阻。时，下列说法正确的是（　　）
A．通过的电流方向为到
B．通过的电流为
C．的电功率为
D．螺线管两端M、N间的电势差
【答案】C
【知识点】楞次定律；法拉第电磁感应定律
【解析】【解答】A、由乙图可知，通过螺线管的磁通量增大，由楞次定律可知通过R的电流方向为N→M，故A错误；
B．根据法拉第电磁感应定律可知，电路中的感应电动势
结合闭合电路的欧姆定律可得，B错误；
C、根据电路中功率、电流和电阻之间的关系有，P=I2R，代入数据解得，定值电阻的电功率为，故C正确；
D、根据楞次定律判断螺线管N端等效于电源正极，根据欧姆定律可得螺线管两端M、N间的电势差，代入数据解得，故D错误。
故选：C。
【分析】利用图乙确定t=4s时磁感应强度的变化率，通过法拉第电磁感应定律求感应电动势，结合闭合电路欧姆定律求电流，分析电流方向、电功率及电势差。
5．如图甲为某小区理想变压器示意图，负载变化时变压器输入电压不变。变压器输出的电能通过输电线输送给用户。两条输电线的总电阻用表示，用户的总电阻用变阻器表示，变压器副线圈输出电压随时间变化的图像如图乙。下列说法正确的是（　　）
A．减小时电流表示数增大
B．增大时电压表示数减小
C．变压器输入交流电的频率为
D．电压表的示数为
【答案】A
【知识点】变压器原理；交变电流的峰值、有效值、平均值与瞬时值
【解析】【解答】A． 负载变化时变压器输入电压不变，把副线圈电路当成负载，当减小时，负载的电阻变小，根据可知电流表示数变大，A正确；
B．根据串联电路分压原理可知当增大时电压表示数增大，B错误；
C．变压器输入交流电的频率为，C错误；
D．根据题图可得副线圈两端电压有效值为，根据串联电路分压原理可知电压表的示数小于，D错误。
故选A。
【分析】根据把副线圈电路当成负载，当R减小时，负载的电阻变小，结合欧姆定律、串联电路分压原理以及变压器不改变交流电的频率分析求解。
6．图甲为1593年伽利略发明的人类历史上第一支温度计，其原理如图乙。导热的硬质玻璃泡内封有一定质量的理想气体，与相连的管插在水槽中固定，管中液面高度会随环境温度变化而变化。管的体积与泡的体积相比可忽略不计，在标准大气压下，由管上的刻度可以直接读出环境温度。下列说法正确的是（　　）
A．环境温度升高时，管中液面上升
B．该温度计的刻度是不均匀的
C．若外界大气压变大，温度计测量值偏小
D．若水槽中的水少量蒸发，温度计测量值偏小
【答案】C
【知识点】气体的等容变化及查理定律；压强及封闭气体压强的计算
【解析】【解答】 A．a中气体做等容变化，根据查理定律可得，当环境温度升高，则a中气体压强增大，根据平衡条件可得可知b管中液面降低，故A错误；
B．根据，，联立可得， T与h成一次函数关系，可知该温度计的刻度是均匀的，故B错误；
C．根据可知外界大气压变大，温度实际值偏大，则温度计测量值偏小，故C正确；
D．水槽中的水少量蒸发后，槽中液面降低，则管内液面降低，则温度测量值偏大，故D错误。
故选C。
【分析】a中气体做等容变化，根据查理定律分析；得到温度与液面高度的函数关系，根据函数关系分析。
7．如图单匝矩形线圈在匀强磁场中绕轴匀速转动，两边长分别为、，线圈电阻为。自上向下看线圈以角速度逆时针转动，磁场的磁感应强度为，时刻线圈平面与磁感线平行。下列说法正确的是（　　）
A．时，感应电流沿逆时针方向
B．时，感应电动势为
C．时，感应电动势为0
D．到过程中，通过线圈的电荷量为
【答案】D
【知识点】楞次定律；交变电流的峰值、有效值、平均值与瞬时值
【解析】【解答】A．自上向下看线圈以角速度ω逆时针转动，t=0时，由右手定则可知，感应电流方向为顺时针方向，故A错误；
B．由动生电动势表达式得t=0时，感应电动势，故B错误；
C．时，即经过半个周期，线圈转动到与磁感线平行的位置，感应电动势最大，仍为E=Bl1l2ω，故C错误；
D．到过程中，磁通量的变化量为
平均电流，通过线圈的电荷量为，故D正确。
故选D。
【分析】由右手定则判断感应电流方向；由法拉第电磁感应定律求解感应电动势；线圈转动到与磁感线平行的位置，感应电动势最大；根据电流定义式结合平均电流求解电荷量。
8．如图甲，铲车是生产生活中不可缺少的工具。某次铲车装载一个球形石块可以简化为图乙。铲斗A板与B板内壁视为光滑，顶角为锐角。在装载的过程中，铲斗缓慢逆时针旋转，使的角平分线竖直。下列说法正确的是（　　）
A．A板受到的压力一直增加，B板受到的压力先增加后减小
B．A板受到的压力一直增加，B板受到的压力一直增加
C．A板受到的压力先增加后减小，B板受到的压力一直增加
D．A板受到的压力先增加后减小，B板受到的压力一直减小
【答案】A
【知识点】力的合成与分解的运用；共点力的平衡
【解析】【解答】对球形物体受力分析，将力F1、F2、mg矢量平移到三角形中，如图所示：
在铲斗顺时针转动的过程中mg和mg的对角θ恒定，所以力F1和F2的交点在圆上移动，矢量图如图所示
由图可知在铲斗逆时针缓慢转到竖直的过程中力F1逐渐增加，力F2先增大后减小，故A正确，BCD错误。
故选：A。
【分析】对球形物体受力分析，在铲斗顺时针转动的过程中mg和mg的对角θ恒定，结合矢量三角形分析。
二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。每小题有多个选项符合题目要求，全部选对得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。
9．如图在光电效应实验中，用、、三种光照射同一光电管得到了三条光电流与电压之间的关系曲线。下列说法正确的是（　　）
A．光子能量小于光子能量
B．光子动量大于光子动量
C．光比光强
D．光照射出的光电子最大初动能最大
【答案】A,C
【知识点】光电效应
【解析】【解答】D．根据动能定理可得，根据光电流与电压之间的关系曲线可知b光子遏止电压最大，可知光照射出的光电子最大初动能最大，故D错误；
AB．根据爱因斯坦光电效应方程可得，可知光和光频率相同，且小于光的频率，根据可知光子能量小于光子能量，根据可知光子动量小于光子动量，故A正确，B错误；
C．对于同种频率的光，光较强时，单位时间内照射到金属表面的光子数较多，照射金属时产生的光电子较多，因而饱和电流较大。光和光频率相同，光的饱和光电流大，则光比光强，故C正确。
故选AC。
【分析】根据光电效应方程式可知，入射光的频率越高，对应的遏止电压Uc越大，光电子最大初动能越大，光子动量越大，能量越大，结合图像分析。光照越强，饱和光电流越大。
10．图甲为一直角斜槽，斜槽的棱与水平面的夹角为，两槽面关于竖直面对称。图乙是斜槽的截面图，一个质量的正方体物块恰能沿此斜槽匀速下滑。物块与两槽面的动摩擦因数相同，，，。下列说法正确的是（　　）
A．每个槽面对物块的摩擦力大小为
B．每个槽面对物块的支持力大小为
C．物块与槽面之间的动摩擦因数为
D．若施加沿向上的拉力使物块沿斜槽匀速向上运动，则拉力大小为
【答案】A,C,D
【知识点】共点力的平衡
【解析】【解答】ABC． 一个质量m=1kg的正方体物块恰能沿此斜槽匀速下滑，对物块受力分析，如图所示
在垂直于斜槽的平面内，根据平衡条件有，在物块下滑方向，根据平衡条件有，其中，联立解得，，，AC正确，B错误；
D．若施加沿向上的拉力使物块沿斜槽匀速向上运动，物体受力平衡，则拉力大小为，故D正确。
故选ACD。
【分析】对物块受力分析，在垂直于斜槽的平面内以及沿物块下滑方向根据平衡条件列式求解。
11．压燃式四冲程柴油发动机气缸内封闭的气体视为理想气体，整个过程遵循狄塞尔循环。该循环的p V图像如图所示，其中a→b为绝热过程，外界对气体做功为W1；b→c为等压过程，从外界吸收热量为Q1，对外界做功为W2；c→d为绝热过程，气体对外界做功为W3；d→a为等容过程，向外界放出热量为Q2。下列说法正确的是（　　）
A．a→b过程分子平均动能不变
B．b→c过程封闭气体内能的增加量为Q1 W2
C．Q1与Q2大小相等
D．a→b→c→d→a过程中图像围成的面积为Q1 Q2
【答案】B,D
【知识点】热力学第一定律及其应用；热力学图像类问题
【解析】【解答】A．a→b为绝热过程，气体体积减小，外界对气体做功，根据热力学第一定律ΔU1=Q+W可知气体内能变大，温度升高，分子平均动能变大，故A错误；B．b→c为等压过程，从外界吸收热量为Q1，对外界做功为W2，根据热力学第一定律可得，b→c过程封闭气体内能的增加量为，故B正确；
C．整个循环过程ΔU=0，根据热力学第一定律
其中
可知
可得，故C错误；
D．在p V图像中，图像围成的面积表示气体对外做的净功为W2+W3 W1，根据C选项分析可知W2+W3-W1=Q1-Q2，故D正确。
故选：BD。
【分析】a→b为绝热过程，b→c为等压过程，根据图像结合气体状态方程判断气体p、V、T的变化，然后结合热力学第一定律即可分析。
12．如图两根足够长、间距为的光滑竖直平行金属导轨，导轨上端接有开关、电阻、电容器，其中电阻的阻值为，电容器的电容为（不会击穿、初始不带电），金属棒水平放置，质量为。空间存在垂直轨道向外、磁感应强度为的匀强磁场，不计金属棒和导轨的电阻。闭合某一开关后，让沿导轨由静止开始释放，金属棒始终与导轨接触良好并保持水平，重力加速度大小为。下列说法正确的是（　　）
A．只闭合开关，金属棒做匀加速直线运动
B．只闭合开关，金属棒下降时间时速度为，则下降高度
C．只闭合开关，电容器右侧金属板带负电
D．只闭合开关，某时刻金属棒的加速度大小
【答案】B,C
【知识点】电磁感应中的电路类问题；电磁感应中的动力学问题；电磁感应中的能量类问题
【解析】【解答】本题的关键要掌握动量定理在电磁感应现象中的应用方法，知道如果是金属棒和电阻组成回路，金属棒最后做匀速运动；如果金属棒和电容器组成回路，金属棒最终做匀加速运动，能推导出金属棒加速度的表达式。A．只闭合开关，对金属棒，根据牛顿第二定律有，又，
整理得，其中导体棒速度v在增大，则导体棒做加速度减小的加速运动，直到安培力和重力平衡后做匀速直线运动，故A错误；
B．只闭合开关，金属棒下降时间时速度为，在这个过程中对导体用动量定理有，又，，，，联立解得，故B正确；
C．根据楞次定律可知电流方向N到M，可知电容器左侧金属板带正电，右侧金属板带负电，故C正确；
D．只闭合开关S2，金属棒MN运动过程中取一段时间，且趋近于零，设导体棒加速度为a，则有，对导体棒，根据牛顿第二定律可，联立解得，故D错误。
故选BC。
【分析】只闭合开关S1，根据牛顿第二定律得到金属棒加速度的表达式，分析加速度变化情况，再判断其运动情况，利用动量定理求金属棒MN下降高度；只闭合开关S2，根据右手定则判断电容器右侧金属板带电情况，根据动量定理计算；根据牛顿第二定律结合电流的定义式，加速度的定义式，感应电动势的计算公式等求解金属棒MN的加速度大小。
三、非选择题：本题共6小题，共60分。
13．一小组探究“两个互成角度的力的合成规律”实验。其操作过程如下：
①将白纸固定在木板上，平放在桌面上；
②在木板上钉一个图钉，将橡皮条的一端固定在水平木板上，另一端系上带有绳套的两根细绳；
③用互成角度的两个弹簧测力计将橡皮条末端拉至O点，记录F1、F2大小和方向（如图甲）；
④用一个弹簧测力计将橡皮条末端拉至O点，此时弹簧测力计的示数如图乙，并记录拉力方向；
⑤由实验数据作出图丙。
（1）图乙中弹簧测力计的示数为　 　N。
（2）关于该实验操作的说法正确的是_____。
A．实验中应保持细绳与长木板平行
B．为了读数准确，应用手按住橡皮条再读数
C．用两个弹簧测力计实验时，必须控制两细绳的夹角为90°
D．以两条细绳套的长度为相邻两边做平行四边形，其对角线为合力
（3）图丙中　 　（填“F”或“F'”）与橡皮条一定在同一条直线上。
【答案】（1）3.50
（2）A
（3）F'
【知识点】验证力的平行四边形定则
【解析】【解答】（1）弹簧测力计的最小刻度为0.1N，结果要估读到0.01N，则拉力的大小为3.50N；
（2）A．为减小实验误差，拉橡皮条时，弹簧测力计、橡皮条、细绳应贴近木板且与木板面平行，故A正确；
B．读数时不应用手按住橡皮条再读数，会造成弹簧测力计拉力变大，故B错误；
C． 用两只弹簧测力计钩住绳套互成角度地拉橡皮条时，夹角不宜太大也不宜太小，在60°～100°之间为宜，故C错误；
D．以弹簧测力计示数大小为相邻两边做平行四边形，其对角线为合力，故D错误。
故选A。
（3）图丙中F'是测量值，则F'与橡皮条一定在同一条直线上。【分析】（1）先确定弹簧测力计的最小分度值再读数；
（2）根据实验原理和注意事项分析判断；
（3）根据实验原理分析判断。
（1）弹簧测力计的最小刻度为0.1N，则拉力的大小为3.50N；
（2）A．拉橡皮条时，弹簧测力计、橡皮条、细绳应贴近木板且与木板面平行，能减小实验误差，故A正确；
B．读数时不应用手按住橡皮条再读数，会造成弹簧测力计拉力变大，故B错误；
C．应使两弹簧测力计拉力的夹角适当即可，不一定为90°，故C错误；
D．以弹簧测力计示数大小为相邻两边做平行四边形，其对角线为合力，故D错误。
故选A。
（3）图丙中F'是测量值，则F'与橡皮条一定在同一条直线上。
14．某小组探究一定质量的理想气体在温度不变时压强p与体积V的关系。如图甲U形管两端是厚度不计、横截面积为S的细玻璃管，中间是软管。右管上端开口与大气相通，左管上端封闭且与刻度尺零刻度对齐，其内部用水银封闭一段理想气体。已知大气压强为p0，水银的密度为ρ，重力加速度大小为g。
（1）实验步骤如下：
①竖直提升右管，使右侧水银面高于左侧，待稳定时，读出空气柱的长度l和U形管左右水银面的高度差h，此时封闭气体的压强p=　 　；
②竖直缓慢提升右管，并记录多组数据l和h；
③处理数据，分析得出结论。
（2）利用实验数据做图像如图乙所示，图像的横轴截距为a、纵轴截距为 b，则大气压p0=　 　；当封闭气体压强为p0时，气体的体积为V=　 　。（用ρ、g、S、a、b表示）
（3）若发现图像的末端向上弯曲如图丙所示，其原因可能是环境温度　 　（请填写“升高”或“降低”）。
【答案】（1）p0+ρgh
（2）ρgb；
（3）升高
【知识点】气体的等温变化及玻意耳定律；理想气体的实验规律
【解析】【解答】（1）待稳定时，读出空气柱的长度l和U形管左右水银面的高度差h，根据平衡条件可知此时封闭气体的压强
（2）根据理想气体状态方程可得，解得，结合图像纵轴截距可得
大气压，当封闭气体压强为p0时，h=0，结合图像可知此时，气体体积为
（3）若发现图像的末端向上弯曲，说明图像斜率变大，则变大，则环境温度升高。
【分析】（1）根据压强的平衡关系计算；
（2）根据理想气体状态方程推导图像对应的函数表达式，结合图像计算；
（3）根据图像斜率变化情况判断。
（1）根据压强的平衡关系可知
（2）[1]气体温度不变，根据理想气体状态方程可得
解得
则有
大气压
[2]当封闭气体压强为p0时，h=0，结合图像可知此时
气体体积为
（3）若发现图像的末端向上弯曲，说明图像斜率变大，则变大，则环境温度升高。
15．如图为风力发电示意图，该系统由风力发电机、变压器和用户三部分构成。时刻，发电机线圈所在平面与磁场方向垂直。已知风轮机叶片通过升速齿轮箱带动发电机线圈以每分钟20圈的转速转动，发电机线圈面积，匝数为，内阻不计，匀强磁场的磁感应强度为。变压器为理想变压器，原、副线圈的匝数比为，用户等效为的定值电阻，电压表为理想电表。（结果可保留根号）求：
（1）发电机产生电动势的瞬时表达式；
（2）电压表的示数；
（3）原线圈的输入功率。
【答案】（1）解：风轮机叶片通过升速齿轮箱带动发电机线圈以每分钟20圈的转速转动，则转速为r/s
发电机产生的最大电动势为V
因为时刻，发电机线圈所在平面与磁场方向垂直，所以其瞬时电动势为（V）
（2）解：因为线圈无内阻，所以原线圈两端的电压为V
因为理想变压器，则有
解得副线圈两端的电压为V
又因为电压表的示数为有效值，所以电压表的示数为V
（3）原、副线圈功率相等，大小为
【知识点】变压器原理；交变电流的峰值、有效值、平均值与瞬时值
【解析】【分析】（1）先分析线圈的角速度和峰值电动势，再由线圈初始位置分析表达式；（2）根据理想变压器电压比和匝数比的关系分析；
（3）理想变压器不改变电功率，所以分析用户功率即可。
（1）风轮机叶片通过升速齿轮箱带动发电机线圈以每分钟20圈的转速转动，则转速为r/s
发电机产生的最大电动势为V
因为时刻，发电机线圈所在平面与磁场方向垂直，所以其瞬时电动势为（V）
（2）因为线圈无内阻，所以原线圈两端的电压为V
因为理想变压器，则有
解得副线圈两端的电压为V
又因为电压表的示数为有效值，所以电压表的示数为V
（3）原、副线圈功率相等，大小为W
16．如图斜面体C放在粗糙水平面上，物块A静止在斜面体C上，重物B用轻绳悬挂于O点。OA水平，OO'与竖直方向的夹角及斜面的倾角均为37°。已知mA=48kg，mC=100kg，A与C及C与地面间的动摩擦因数均为μ=0.8。g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8。求：
（1）若mB=0.4kg，则地面对斜面体C的支持力和摩擦力的大小；
（2）物块B的最大质量。
【答案】（1）解：对O点进行受力分析，可知O受到B的拉力，A的拉力以及左侧绳子的拉力，如图所示
根据平衡条件可得
以斜面体C和重物A整体为研究对象，受到重力、地面对C的支持力FNC、地面对C的摩擦力FfC以及水平细线OA的拉力F1，如图所示
竖直方向有
水平方向有
（2）解：重物A受到重力、斜面体的支持力FNA、绳子的拉力F1'以及斜面体的摩擦力FfA，如图所示
垂直于斜面的方向有
沿斜面的方向有
且，
联立解得
对AC整体分析有
且
解得
分析可知，为使系统静止，B的质量最大为2kg。
【知识点】整体法隔离法；共点力的平衡
【解析】【分析】（1）对O点进行受力分析，根据平衡条件求解水平绳子拉力大小；以斜面体C和重物A整体为研究对象，根据平衡条件求解地面对斜面体C的支持力和摩擦力的大小；
（2）对重物A以及AC整体受力分析，根据平衡条件求解B的最大质量。
（1）对O点进行受力分析，可知O受到B的拉力，A的拉力以及左侧绳子的拉力，如图所示
根据平衡条件可得
以斜面体C和重物A整体为研究对象，受到重力、地面对C的支持力FNC、地面对C的摩擦力FfC以及水平细线OA的拉力F1，如图所示
竖直方向有
水平方向有
（2）重物A受到重力、斜面体的支持力FNA、绳子的拉力F1'以及斜面体的摩擦力FfA，如图所示
垂直于斜面的方向有
沿斜面的方向有
且，
联立解得
对AC整体分析有
且
解得
分析可知，为使系统静止，B的质量最大为2kg。
17．如图一长为顶部导热的汽缸竖直放置，气缸底部有一阀门处于关闭状态。光滑绝热的活塞将缸内的气体分成体积相等的两部分A和B，且密封良好，气体视为理想气体。初始时，A、B的温度与缸外环境温度相同均为，A气体的压强与缸外压强相同均为。轻弹簧处于原长，连于活塞和汽缸底部之间。已知弹簧的劲度系数，活塞横截面积为，活塞的质量，重力加速度大小为（忽略气缸、活塞厚度和弹簧体积）。
（1）若对B气体进行加热，使的体积变成原来的，求的压强和的温度；
（2）若打开阀门对B抽气，使活塞下降了、温度下降了，求抽气前后B中气体的质量之比。
【答案】（1）解：对A气体进行等温变化，则
解得
初始状态B的压强
对活塞受力分析可知
解得
对气体B由理想气体状态变化方程
解得
（2）解：对A内气体
解得
对活塞分析
解得
根据
可得抽气前后B中气体的物质的量之比为
同种气体的质量与物质的量成正比，即
则对抽气后剩余的气体由理想气体状态变化方程
【知识点】理想气体与理想气体的状态方程；压强及封闭气体压强的计算
【解析】【分析】（1）A气体进行等温变化，根据玻意耳定律求解A气体压强，对活塞受力分析，对B根据平衡条件结合理想气体状态变化方程求解B的温度；
（2）求解压强等状态参数，对抽气后剩余的气体由理想气体状态变化方程求解抽气前后B中气体的质量之比。
（1）对A气体进行等温变化，则
解得
初始状态B的压强
对活塞受力分析可知
解得
对气体B由理想气体状态变化方程
解得
（2）对A内气体
解得
对活塞分析
解得
根据
可得抽气前后B中气体的物质的量之比为
同种气体的质量与物质的量成正比，即
则对抽气后剩余的气体由理想气体状态变化方程
18．如图两段水平放置的平行光滑金属导轨的间距均为，左端之间连接电动势为、内阻为的电源，右端之间连接阻值为的电阻，两段导轨中间处通过一小段绝缘光滑轨道平滑连接。空间存在垂直导轨平面竖直向下的匀强磁场，磁感应强度为，质量为、电阻为、长为的金属棒静止在导轨上。闭合开关，金属棒在安培力的作用下开始运动，在到达之前已经达到最大速度。导轨电阻不计，金属棒与导轨垂直且接触良好，右侧的导轨足够长。求：
（1）金属棒到达时的速度大小；
（2）金属棒在左侧从静止到最大速度过程中产生的焦耳热；
（3）金属棒在右侧运动的最远距离。
【答案】（1）解：金属棒到达前做加速度逐渐减小的加速运动，当电源和金属棒组成的回路中电流为0时金属棒的速度达到最大，由法拉第电磁感应定律得
则金属棒到达时的速度大小为
（2）解：金属棒在左侧运动过程中，根据动量定理有
根据电流定义式有
则金属棒在左侧从静止到最大速度过程中产生的焦耳热为
解得
金属棒在左侧从静止到最大速度过程中产生的焦耳热为
（3）解：金属棒在右侧运动，由法拉第电磁感应定律得
由动量定理得
解得最远距离为
【知识点】电磁感应中的电路类问题；电磁感应中的动力学问题；电磁感应中的能量类问题
【解析】【分析】（1）金属棒到达CG前做加速度逐渐减小的加速运动，当金属棒产生的感应电动势与电源电动势相等时，回路中电流为零，其速度达到最大，根据E=BLv求金属棒到达CG时的速度大小；
（2）金属棒在CG左侧运动过程中，根据动量定理、电流定义式以及能量守恒定律求金属棒产生的焦耳热；
（3）根据动量定理结合电荷量与磁通量变化量的关系求金属棒ab在CG右侧运动的最远距离。
（1）金属棒到达前做加速度逐渐减小的加速运动，当电源和金属棒组成的回路中电流为0时金属棒的速度达到最大，由法拉第电磁感应定律得
则金属棒到达时的速度大小为
（2）金属棒在左侧运动过程中，根据动量定理有
根据电流定义式有
则金属棒在左侧从静止到最大速度过程中产生的焦耳热为
解得
金属棒在左侧从静止到最大速度过程中产生的焦耳热为
（3）金属棒在右侧运动，由法拉第电磁感应定律得
由动量定理得
解得最远距离为
1 / 1山东省滨州市2024-2025学年高二下学期7月期末物理试题
一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分。每小题只有一个选项符合题目要求。
1．下列说法正确的是（　　）
A．均匀变化的电场产生均匀变化的磁场
B．麦克斯韦预言了电磁波的存在，并通过实验捕捉到了电磁波
C．只要有足够高的振荡频率，振荡电路就能有效地发射电磁波
D．波长最短的电磁辐射是γ射线，其穿透能力很强
2．下列说法正确的是（　　）
A．图甲现象说明薄板材料一定是非晶体
B．图乙液体和管壁的相互作用比液体分子之间的相互作用强
C．图丙液体表面层分子间作用力表现为斥力
D．图丁农民用拖拉机耕地是利用毛细现象让地下水更好地上升到地面
3．太阳是一个巨大的热核反应堆，通过质子—质子链反应实现（如图），第二步核反应方程为。下列说法正确的是（　　）
A．该反应为衰变，X是He核 B．该反应为聚变，是核
C．该反应为衰变，是核 D．该反应为聚变，是核
4．如图甲螺线管与电阻形成闭合回路，穿过螺线管的磁场在管内视为匀强磁场，磁感应强度按图乙的规律变化，虚线为图像的割线，虚线为时图像的切线，、与图像相交于点。螺线管的匝数匝、横截面积，螺线管电阻，电阻。时，下列说法正确的是（　　）
A．通过的电流方向为到
B．通过的电流为
C．的电功率为
D．螺线管两端M、N间的电势差
5．如图甲为某小区理想变压器示意图，负载变化时变压器输入电压不变。变压器输出的电能通过输电线输送给用户。两条输电线的总电阻用表示，用户的总电阻用变阻器表示，变压器副线圈输出电压随时间变化的图像如图乙。下列说法正确的是（　　）
A．减小时电流表示数增大
B．增大时电压表示数减小
C．变压器输入交流电的频率为
D．电压表的示数为
6．图甲为1593年伽利略发明的人类历史上第一支温度计，其原理如图乙。导热的硬质玻璃泡内封有一定质量的理想气体，与相连的管插在水槽中固定，管中液面高度会随环境温度变化而变化。管的体积与泡的体积相比可忽略不计，在标准大气压下，由管上的刻度可以直接读出环境温度。下列说法正确的是（　　）
A．环境温度升高时，管中液面上升
B．该温度计的刻度是不均匀的
C．若外界大气压变大，温度计测量值偏小
D．若水槽中的水少量蒸发，温度计测量值偏小
7．如图单匝矩形线圈在匀强磁场中绕轴匀速转动，两边长分别为、，线圈电阻为。自上向下看线圈以角速度逆时针转动，磁场的磁感应强度为，时刻线圈平面与磁感线平行。下列说法正确的是（　　）
A．时，感应电流沿逆时针方向
B．时，感应电动势为
C．时，感应电动势为0
D．到过程中，通过线圈的电荷量为
8．如图甲，铲车是生产生活中不可缺少的工具。某次铲车装载一个球形石块可以简化为图乙。铲斗A板与B板内壁视为光滑，顶角为锐角。在装载的过程中，铲斗缓慢逆时针旋转，使的角平分线竖直。下列说法正确的是（　　）
A．A板受到的压力一直增加，B板受到的压力先增加后减小
B．A板受到的压力一直增加，B板受到的压力一直增加
C．A板受到的压力先增加后减小，B板受到的压力一直增加
D．A板受到的压力先增加后减小，B板受到的压力一直减小
二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。每小题有多个选项符合题目要求，全部选对得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。
9．如图在光电效应实验中，用、、三种光照射同一光电管得到了三条光电流与电压之间的关系曲线。下列说法正确的是（　　）
A．光子能量小于光子能量
B．光子动量大于光子动量
C．光比光强
D．光照射出的光电子最大初动能最大
10．图甲为一直角斜槽，斜槽的棱与水平面的夹角为，两槽面关于竖直面对称。图乙是斜槽的截面图，一个质量的正方体物块恰能沿此斜槽匀速下滑。物块与两槽面的动摩擦因数相同，，，。下列说法正确的是（　　）
A．每个槽面对物块的摩擦力大小为
B．每个槽面对物块的支持力大小为
C．物块与槽面之间的动摩擦因数为
D．若施加沿向上的拉力使物块沿斜槽匀速向上运动，则拉力大小为
11．压燃式四冲程柴油发动机气缸内封闭的气体视为理想气体，整个过程遵循狄塞尔循环。该循环的p V图像如图所示，其中a→b为绝热过程，外界对气体做功为W1；b→c为等压过程，从外界吸收热量为Q1，对外界做功为W2；c→d为绝热过程，气体对外界做功为W3；d→a为等容过程，向外界放出热量为Q2。下列说法正确的是（　　）
A．a→b过程分子平均动能不变
B．b→c过程封闭气体内能的增加量为Q1 W2
C．Q1与Q2大小相等
D．a→b→c→d→a过程中图像围成的面积为Q1 Q2
12．如图两根足够长、间距为的光滑竖直平行金属导轨，导轨上端接有开关、电阻、电容器，其中电阻的阻值为，电容器的电容为（不会击穿、初始不带电），金属棒水平放置，质量为。空间存在垂直轨道向外、磁感应强度为的匀强磁场，不计金属棒和导轨的电阻。闭合某一开关后，让沿导轨由静止开始释放，金属棒始终与导轨接触良好并保持水平，重力加速度大小为。下列说法正确的是（　　）
A．只闭合开关，金属棒做匀加速直线运动
B．只闭合开关，金属棒下降时间时速度为，则下降高度
C．只闭合开关，电容器右侧金属板带负电
D．只闭合开关，某时刻金属棒的加速度大小
三、非选择题：本题共6小题，共60分。
13．一小组探究“两个互成角度的力的合成规律”实验。其操作过程如下：
①将白纸固定在木板上，平放在桌面上；
②在木板上钉一个图钉，将橡皮条的一端固定在水平木板上，另一端系上带有绳套的两根细绳；
③用互成角度的两个弹簧测力计将橡皮条末端拉至O点，记录F1、F2大小和方向（如图甲）；
④用一个弹簧测力计将橡皮条末端拉至O点，此时弹簧测力计的示数如图乙，并记录拉力方向；
⑤由实验数据作出图丙。
（1）图乙中弹簧测力计的示数为　 　N。
（2）关于该实验操作的说法正确的是_____。
A．实验中应保持细绳与长木板平行
B．为了读数准确，应用手按住橡皮条再读数
C．用两个弹簧测力计实验时，必须控制两细绳的夹角为90°
D．以两条细绳套的长度为相邻两边做平行四边形，其对角线为合力
（3）图丙中　 　（填“F”或“F'”）与橡皮条一定在同一条直线上。
14．某小组探究一定质量的理想气体在温度不变时压强p与体积V的关系。如图甲U形管两端是厚度不计、横截面积为S的细玻璃管，中间是软管。右管上端开口与大气相通，左管上端封闭且与刻度尺零刻度对齐，其内部用水银封闭一段理想气体。已知大气压强为p0，水银的密度为ρ，重力加速度大小为g。
（1）实验步骤如下：
①竖直提升右管，使右侧水银面高于左侧，待稳定时，读出空气柱的长度l和U形管左右水银面的高度差h，此时封闭气体的压强p=　 　；
②竖直缓慢提升右管，并记录多组数据l和h；
③处理数据，分析得出结论。
（2）利用实验数据做图像如图乙所示，图像的横轴截距为a、纵轴截距为 b，则大气压p0=　 　；当封闭气体压强为p0时，气体的体积为V=　 　。（用ρ、g、S、a、b表示）
（3）若发现图像的末端向上弯曲如图丙所示，其原因可能是环境温度　 　（请填写“升高”或“降低”）。
15．如图为风力发电示意图，该系统由风力发电机、变压器和用户三部分构成。时刻，发电机线圈所在平面与磁场方向垂直。已知风轮机叶片通过升速齿轮箱带动发电机线圈以每分钟20圈的转速转动，发电机线圈面积，匝数为，内阻不计，匀强磁场的磁感应强度为。变压器为理想变压器，原、副线圈的匝数比为，用户等效为的定值电阻，电压表为理想电表。（结果可保留根号）求：
（1）发电机产生电动势的瞬时表达式；
（2）电压表的示数；
（3）原线圈的输入功率。
16．如图斜面体C放在粗糙水平面上，物块A静止在斜面体C上，重物B用轻绳悬挂于O点。OA水平，OO'与竖直方向的夹角及斜面的倾角均为37°。已知mA=48kg，mC=100kg，A与C及C与地面间的动摩擦因数均为μ=0.8。g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8。求：
（1）若mB=0.4kg，则地面对斜面体C的支持力和摩擦力的大小；
（2）物块B的最大质量。
17．如图一长为顶部导热的汽缸竖直放置，气缸底部有一阀门处于关闭状态。光滑绝热的活塞将缸内的气体分成体积相等的两部分A和B，且密封良好，气体视为理想气体。初始时，A、B的温度与缸外环境温度相同均为，A气体的压强与缸外压强相同均为。轻弹簧处于原长，连于活塞和汽缸底部之间。已知弹簧的劲度系数，活塞横截面积为，活塞的质量，重力加速度大小为（忽略气缸、活塞厚度和弹簧体积）。
（1）若对B气体进行加热，使的体积变成原来的，求的压强和的温度；
（2）若打开阀门对B抽气，使活塞下降了、温度下降了，求抽气前后B中气体的质量之比。
18．如图两段水平放置的平行光滑金属导轨的间距均为，左端之间连接电动势为、内阻为的电源，右端之间连接阻值为的电阻，两段导轨中间处通过一小段绝缘光滑轨道平滑连接。空间存在垂直导轨平面竖直向下的匀强磁场，磁感应强度为，质量为、电阻为、长为的金属棒静止在导轨上。闭合开关，金属棒在安培力的作用下开始运动，在到达之前已经达到最大速度。导轨电阻不计，金属棒与导轨垂直且接触良好，右侧的导轨足够长。求：
（1）金属棒到达时的速度大小；
（2）金属棒在左侧从静止到最大速度过程中产生的焦耳热；
（3）金属棒在右侧运动的最远距离。
答案解析部分
1．【答案】D
【知识点】电磁场与电磁波的产生
【解析】【解答】A．根据麦克斯韦电磁场理论可知均匀变化的电场会产生恒定的磁场，而非均匀变化的磁场，故A错误；B．赫兹通过实验捕捉到了电磁波，麦克斯韦预言了电磁波，故B错误；
C．有效发射电磁波需高频和开放电路，仅高频不满足条件，故C错误；
D．γ射线是波长最短的电磁辐射，穿透能力极强，故D正确。
故选：D。
【分析】根据麦克斯韦电磁场理论判断；根据有效发射电磁波条件判断；根据电磁波谱分析。
2．【答案】B
【知识点】晶体和非晶体；液体的表面张力；浸润和不浸润；毛细现象
【解析】【解答】A．图甲薄板上的蜂蜡融化成圆形区域，说明薄板在传导热量上具有各向同性，而多晶体和非晶体都具有各向同性，说明薄板可能是多晶体，也可能是非晶体，故A错误；B．图乙中液体出现浸润现象，浸润现象是液体和管壁的相互作用比液体分子之间的相互作用强导致的，故B正确；
C．图丙中液体表面层分子间距离大于液体内部分子间距离，分子间作用力表现为引力，故C错误；
D．农民用拖拉机耕地是为了破坏土壤中的毛细管，防止地下水因毛细现象上升到地面而蒸发，而不是 利用毛细现象让地下水更好地上升到地面，故D错误。
故选：B。
【分析】根据晶体与非晶体的特点分析判断；根据液体与固体接触部位液面形状判断是否浸润；根据液体表面张力的产生原因判断；根据毛细现象判断。
3．【答案】B
【知识点】核聚变
【解析】【解答】根据质量数守恒和电荷数守恒可知X为，该反应为轻核聚变反应，故B正确，ACD错误。
故选：B。
【分析】根据质量数守恒和电荷数守恒判断X的种类，该反应为聚变反应。
4．【答案】C
【知识点】楞次定律；法拉第电磁感应定律
【解析】【解答】A、由乙图可知，通过螺线管的磁通量增大，由楞次定律可知通过R的电流方向为N→M，故A错误；
B．根据法拉第电磁感应定律可知，电路中的感应电动势
结合闭合电路的欧姆定律可得，B错误；
C、根据电路中功率、电流和电阻之间的关系有，P=I2R，代入数据解得，定值电阻的电功率为，故C正确；
D、根据楞次定律判断螺线管N端等效于电源正极，根据欧姆定律可得螺线管两端M、N间的电势差，代入数据解得，故D错误。
故选：C。
【分析】利用图乙确定t=4s时磁感应强度的变化率，通过法拉第电磁感应定律求感应电动势，结合闭合电路欧姆定律求电流，分析电流方向、电功率及电势差。
5．【答案】A
【知识点】变压器原理；交变电流的峰值、有效值、平均值与瞬时值
【解析】【解答】A． 负载变化时变压器输入电压不变，把副线圈电路当成负载，当减小时，负载的电阻变小，根据可知电流表示数变大，A正确；
B．根据串联电路分压原理可知当增大时电压表示数增大，B错误；
C．变压器输入交流电的频率为，C错误；
D．根据题图可得副线圈两端电压有效值为，根据串联电路分压原理可知电压表的示数小于，D错误。
故选A。
【分析】根据把副线圈电路当成负载，当R减小时，负载的电阻变小，结合欧姆定律、串联电路分压原理以及变压器不改变交流电的频率分析求解。
6．【答案】C
【知识点】气体的等容变化及查理定律；压强及封闭气体压强的计算
【解析】【解答】 A．a中气体做等容变化，根据查理定律可得，当环境温度升高，则a中气体压强增大，根据平衡条件可得可知b管中液面降低，故A错误；
B．根据，，联立可得， T与h成一次函数关系，可知该温度计的刻度是均匀的，故B错误；
C．根据可知外界大气压变大，温度实际值偏大，则温度计测量值偏小，故C正确；
D．水槽中的水少量蒸发后，槽中液面降低，则管内液面降低，则温度测量值偏大，故D错误。
故选C。
【分析】a中气体做等容变化，根据查理定律分析；得到温度与液面高度的函数关系，根据函数关系分析。
7．【答案】D
【知识点】楞次定律；交变电流的峰值、有效值、平均值与瞬时值
【解析】【解答】A．自上向下看线圈以角速度ω逆时针转动，t=0时，由右手定则可知，感应电流方向为顺时针方向，故A错误；
B．由动生电动势表达式得t=0时，感应电动势，故B错误；
C．时，即经过半个周期，线圈转动到与磁感线平行的位置，感应电动势最大，仍为E=Bl1l2ω，故C错误；
D．到过程中，磁通量的变化量为
平均电流，通过线圈的电荷量为，故D正确。
故选D。
【分析】由右手定则判断感应电流方向；由法拉第电磁感应定律求解感应电动势；线圈转动到与磁感线平行的位置，感应电动势最大；根据电流定义式结合平均电流求解电荷量。
8．【答案】A
【知识点】力的合成与分解的运用；共点力的平衡
【解析】【解答】对球形物体受力分析，将力F1、F2、mg矢量平移到三角形中，如图所示：
在铲斗顺时针转动的过程中mg和mg的对角θ恒定，所以力F1和F2的交点在圆上移动，矢量图如图所示
由图可知在铲斗逆时针缓慢转到竖直的过程中力F1逐渐增加，力F2先增大后减小，故A正确，BCD错误。
故选：A。
【分析】对球形物体受力分析，在铲斗顺时针转动的过程中mg和mg的对角θ恒定，结合矢量三角形分析。
9．【答案】A,C
【知识点】光电效应
【解析】【解答】D．根据动能定理可得，根据光电流与电压之间的关系曲线可知b光子遏止电压最大，可知光照射出的光电子最大初动能最大，故D错误；
AB．根据爱因斯坦光电效应方程可得，可知光和光频率相同，且小于光的频率，根据可知光子能量小于光子能量，根据可知光子动量小于光子动量，故A正确，B错误；
C．对于同种频率的光，光较强时，单位时间内照射到金属表面的光子数较多，照射金属时产生的光电子较多，因而饱和电流较大。光和光频率相同，光的饱和光电流大，则光比光强，故C正确。
故选AC。
【分析】根据光电效应方程式可知，入射光的频率越高，对应的遏止电压Uc越大，光电子最大初动能越大，光子动量越大，能量越大，结合图像分析。光照越强，饱和光电流越大。
10．【答案】A,C,D
【知识点】共点力的平衡
【解析】【解答】ABC． 一个质量m=1kg的正方体物块恰能沿此斜槽匀速下滑，对物块受力分析，如图所示
在垂直于斜槽的平面内，根据平衡条件有，在物块下滑方向，根据平衡条件有，其中，联立解得，，，AC正确，B错误；
D．若施加沿向上的拉力使物块沿斜槽匀速向上运动，物体受力平衡，则拉力大小为，故D正确。
故选ACD。
【分析】对物块受力分析，在垂直于斜槽的平面内以及沿物块下滑方向根据平衡条件列式求解。
11．【答案】B,D
【知识点】热力学第一定律及其应用；热力学图像类问题
【解析】【解答】A．a→b为绝热过程，气体体积减小，外界对气体做功，根据热力学第一定律ΔU1=Q+W可知气体内能变大，温度升高，分子平均动能变大，故A错误；B．b→c为等压过程，从外界吸收热量为Q1，对外界做功为W2，根据热力学第一定律可得，b→c过程封闭气体内能的增加量为，故B正确；
C．整个循环过程ΔU=0，根据热力学第一定律
其中
可知
可得，故C错误；
D．在p V图像中，图像围成的面积表示气体对外做的净功为W2+W3 W1，根据C选项分析可知W2+W3-W1=Q1-Q2，故D正确。
故选：BD。
【分析】a→b为绝热过程，b→c为等压过程，根据图像结合气体状态方程判断气体p、V、T的变化，然后结合热力学第一定律即可分析。
12．【答案】B,C
【知识点】电磁感应中的电路类问题；电磁感应中的动力学问题；电磁感应中的能量类问题
【解析】【解答】本题的关键要掌握动量定理在电磁感应现象中的应用方法，知道如果是金属棒和电阻组成回路，金属棒最后做匀速运动；如果金属棒和电容器组成回路，金属棒最终做匀加速运动，能推导出金属棒加速度的表达式。A．只闭合开关，对金属棒，根据牛顿第二定律有，又，
整理得，其中导体棒速度v在增大，则导体棒做加速度减小的加速运动，直到安培力和重力平衡后做匀速直线运动，故A错误；
B．只闭合开关，金属棒下降时间时速度为，在这个过程中对导体用动量定理有，又，，，，联立解得，故B正确；
C．根据楞次定律可知电流方向N到M，可知电容器左侧金属板带正电，右侧金属板带负电，故C正确；
D．只闭合开关S2，金属棒MN运动过程中取一段时间，且趋近于零，设导体棒加速度为a，则有，对导体棒，根据牛顿第二定律可，联立解得，故D错误。
故选BC。
【分析】只闭合开关S1，根据牛顿第二定律得到金属棒加速度的表达式，分析加速度变化情况，再判断其运动情况，利用动量定理求金属棒MN下降高度；只闭合开关S2，根据右手定则判断电容器右侧金属板带电情况，根据动量定理计算；根据牛顿第二定律结合电流的定义式，加速度的定义式，感应电动势的计算公式等求解金属棒MN的加速度大小。
13．【答案】（1）3.50
（2）A
（3）F'
【知识点】验证力的平行四边形定则
【解析】【解答】（1）弹簧测力计的最小刻度为0.1N，结果要估读到0.01N，则拉力的大小为3.50N；
（2）A．为减小实验误差，拉橡皮条时，弹簧测力计、橡皮条、细绳应贴近木板且与木板面平行，故A正确；
B．读数时不应用手按住橡皮条再读数，会造成弹簧测力计拉力变大，故B错误；
C． 用两只弹簧测力计钩住绳套互成角度地拉橡皮条时，夹角不宜太大也不宜太小，在60°～100°之间为宜，故C错误；
D．以弹簧测力计示数大小为相邻两边做平行四边形，其对角线为合力，故D错误。
故选A。
（3）图丙中F'是测量值，则F'与橡皮条一定在同一条直线上。【分析】（1）先确定弹簧测力计的最小分度值再读数；
（2）根据实验原理和注意事项分析判断；
（3）根据实验原理分析判断。
（1）弹簧测力计的最小刻度为0.1N，则拉力的大小为3.50N；
（2）A．拉橡皮条时，弹簧测力计、橡皮条、细绳应贴近木板且与木板面平行，能减小实验误差，故A正确；
B．读数时不应用手按住橡皮条再读数，会造成弹簧测力计拉力变大，故B错误；
C．应使两弹簧测力计拉力的夹角适当即可，不一定为90°，故C错误；
D．以弹簧测力计示数大小为相邻两边做平行四边形，其对角线为合力，故D错误。
故选A。
（3）图丙中F'是测量值，则F'与橡皮条一定在同一条直线上。
14．【答案】（1）p0+ρgh
（2）ρgb；
（3）升高
【知识点】气体的等温变化及玻意耳定律；理想气体的实验规律
【解析】【解答】（1）待稳定时，读出空气柱的长度l和U形管左右水银面的高度差h，根据平衡条件可知此时封闭气体的压强
（2）根据理想气体状态方程可得，解得，结合图像纵轴截距可得
大气压，当封闭气体压强为p0时，h=0，结合图像可知此时，气体体积为
（3）若发现图像的末端向上弯曲，说明图像斜率变大，则变大，则环境温度升高。
【分析】（1）根据压强的平衡关系计算；
（2）根据理想气体状态方程推导图像对应的函数表达式，结合图像计算；
（3）根据图像斜率变化情况判断。
（1）根据压强的平衡关系可知
（2）[1]气体温度不变，根据理想气体状态方程可得
解得
则有
大气压
[2]当封闭气体压强为p0时，h=0，结合图像可知此时
气体体积为
（3）若发现图像的末端向上弯曲，说明图像斜率变大，则变大，则环境温度升高。
15．【答案】（1）解：风轮机叶片通过升速齿轮箱带动发电机线圈以每分钟20圈的转速转动，则转速为r/s
发电机产生的最大电动势为V
因为时刻，发电机线圈所在平面与磁场方向垂直，所以其瞬时电动势为（V）
（2）解：因为线圈无内阻，所以原线圈两端的电压为V
因为理想变压器，则有
解得副线圈两端的电压为V
又因为电压表的示数为有效值，所以电压表的示数为V
（3）原、副线圈功率相等，大小为
【知识点】变压器原理；交变电流的峰值、有效值、平均值与瞬时值
【解析】【分析】（1）先分析线圈的角速度和峰值电动势，再由线圈初始位置分析表达式；（2）根据理想变压器电压比和匝数比的关系分析；
（3）理想变压器不改变电功率，所以分析用户功率即可。
（1）风轮机叶片通过升速齿轮箱带动发电机线圈以每分钟20圈的转速转动，则转速为r/s
发电机产生的最大电动势为V
因为时刻，发电机线圈所在平面与磁场方向垂直，所以其瞬时电动势为（V）
（2）因为线圈无内阻，所以原线圈两端的电压为V
因为理想变压器，则有
解得副线圈两端的电压为V
又因为电压表的示数为有效值，所以电压表的示数为V
（3）原、副线圈功率相等，大小为W
16．【答案】（1）解：对O点进行受力分析，可知O受到B的拉力，A的拉力以及左侧绳子的拉力，如图所示
根据平衡条件可得
以斜面体C和重物A整体为研究对象，受到重力、地面对C的支持力FNC、地面对C的摩擦力FfC以及水平细线OA的拉力F1，如图所示
竖直方向有
水平方向有
（2）解：重物A受到重力、斜面体的支持力FNA、绳子的拉力F1'以及斜面体的摩擦力FfA，如图所示
垂直于斜面的方向有
沿斜面的方向有
且，
联立解得
对AC整体分析有
且
解得
分析可知，为使系统静止，B的质量最大为2kg。
【知识点】整体法隔离法；共点力的平衡
【解析】【分析】（1）对O点进行受力分析，根据平衡条件求解水平绳子拉力大小；以斜面体C和重物A整体为研究对象，根据平衡条件求解地面对斜面体C的支持力和摩擦力的大小；
（2）对重物A以及AC整体受力分析，根据平衡条件求解B的最大质量。
（1）对O点进行受力分析，可知O受到B的拉力，A的拉力以及左侧绳子的拉力，如图所示
根据平衡条件可得
以斜面体C和重物A整体为研究对象，受到重力、地面对C的支持力FNC、地面对C的摩擦力FfC以及水平细线OA的拉力F1，如图所示
竖直方向有
水平方向有
（2）重物A受到重力、斜面体的支持力FNA、绳子的拉力F1'以及斜面体的摩擦力FfA，如图所示
垂直于斜面的方向有
沿斜面的方向有
且，
联立解得
对AC整体分析有
且
解得
分析可知，为使系统静止，B的质量最大为2kg。
17．【答案】（1）解：对A气体进行等温变化，则
解得
初始状态B的压强
对活塞受力分析可知
解得
对气体B由理想气体状态变化方程
解得
（2）解：对A内气体
解得
对活塞分析
解得
根据
可得抽气前后B中气体的物质的量之比为
同种气体的质量与物质的量成正比，即
则对抽气后剩余的气体由理想气体状态变化方程
【知识点】理想气体与理想气体的状态方程；压强及封闭气体压强的计算
【解析】【分析】（1）A气体进行等温变化，根据玻意耳定律求解A气体压强，对活塞受力分析，对B根据平衡条件结合理想气体状态变化方程求解B的温度；
（2）求解压强等状态参数，对抽气后剩余的气体由理想气体状态变化方程求解抽气前后B中气体的质量之比。
（1）对A气体进行等温变化，则
解得
初始状态B的压强
对活塞受力分析可知
解得
对气体B由理想气体状态变化方程
解得
（2）对A内气体
解得
对活塞分析
解得
根据
可得抽气前后B中气体的物质的量之比为
同种气体的质量与物质的量成正比，即
则对抽气后剩余的气体由理想气体状态变化方程
18．【答案】（1）解：金属棒到达前做加速度逐渐减小的加速运动，当电源和金属棒组成的回路中电流为0时金属棒的速度达到最大，由法拉第电磁感应定律得
则金属棒到达时的速度大小为
（2）解：金属棒在左侧运动过程中，根据动量定理有
根据电流定义式有
则金属棒在左侧从静止到最大速度过程中产生的焦耳热为
解得
金属棒在左侧从静止到最大速度过程中产生的焦耳热为
（3）解：金属棒在右侧运动，由法拉第电磁感应定律得
由动量定理得
解得最远距离为
【知识点】电磁感应中的电路类问题；电磁感应中的动力学问题；电磁感应中的能量类问题
【解析】【分析】（1）金属棒到达CG前做加速度逐渐减小的加速运动，当金属棒产生的感应电动势与电源电动势相等时，回路中电流为零，其速度达到最大，根据E=BLv求金属棒到达CG时的速度大小；
（2）金属棒在CG左侧运动过程中，根据动量定理、电流定义式以及能量守恒定律求金属棒产生的焦耳热；
（3）根据动量定理结合电荷量与磁通量变化量的关系求金属棒ab在CG右侧运动的最远距离。
（1）金属棒到达前做加速度逐渐减小的加速运动，当电源和金属棒组成的回路中电流为0时金属棒的速度达到最大，由法拉第电磁感应定律得
则金属棒到达时的速度大小为
（2）金属棒在左侧运动过程中，根据动量定理有
根据电流定义式有
则金属棒在左侧从静止到最大速度过程中产生的焦耳热为
解得
金属棒在左侧从静止到最大速度过程中产生的焦耳热为
（3）金属棒在右侧运动，由法拉第电磁感应定律得
由动量定理得
解得最远距离为
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